基于VxWorks的PCR微流控芯片嵌入式控温系统研究

摘要

本文研究的目的是,创建一个可加载不同功能模块的嵌入式平台,并在此嵌入式平台的基础上实现温度控制等功能模块。主要研究内容包括：1)选择性能合适的硬件,并加以合理的设计,实现系统的小型化。2)因为微全系统功能集成度高、并发任务多,这就要求在硬件小型化的基础上,选择合适的操作系统组成嵌入式系统,并编写多任务处理程序实现任务并发执行的能力。3)提出并实现将网络应用引入微全系统分析系统中,实现了PCR微流控芯片的远程控制与数据的实时异地共享。 从具体实现的角度则可将整个系统划分为：硬件平台、软件平台和应用层软件。文中探讨了PCR微流控芯片控温系统的硬件平台的实现,并以模块化设计的思想,将整个硬件分为执行温控数据采样、加热驱动功能的温度控制子板和主控功能的温度主控制板。软件平台的实现主要是指在硬件平台基础上嵌入式操作系统的搭建,主要研究了VxWorks操作系统在硬件平台上的板级支持包(BSP)的移植、网络驱动(END)程序的实现。应用层软件包括：运行在嵌入式系统平台上的温度控制及服务器端软件,运行于Windows上的温度监控及客户端软件。同时为了实现PCR温度控制的服务器端和客户端视软件的网络通讯,还必须定义一套在网络上传输的应用层帧格式,以便双方都能顺利生成、识别通信数据,所以作为研究内容的一部分提出了

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第1章 绪论

1.1课题研究背景

1.2 PCR原理

1.3 PCR芯片国内外研究现状

1.4嵌入式系统

1.4.1嵌入式系统简介

1.4.2嵌入式系统的发展

1.5本课题主要研究内容

第2章 控温系统设计

2.1设计目标

2.2系统整体构成

2.3传感器

2.4检测电路信号放大芯片

2.5控制芯片

2.5.1各类控制芯片比较

2.5.2 ARM系列芯片

2.6功率放大芯片

2.7三款嵌入式操作系统比较

2.7.1嵌入式操作系统基本概念

2.7.2 μ CLinux

2.7.3 VxWorks

2.7.4 μ C/OS-Ⅱ

2.8本章小结

第3章 系统硬件设计的实现

3.1温度控制子板

3.2主控单元

3.2.1硬件资源及接口分配

3.3本章小结

第4章 系统软件设计的实现

4.1板极支持包的移植

4.1.1 BSP的主要文件

4.1.2异常入口的处理

4.1.3主、辅时钟修改

4.1.4其它修改

4.2 VxWorks网络驱动

4.2.1 CS8900设置

4.2.2 END驱动结构

4.2.3主要功能函数的实现

4.2.4添加网络设备

4.3温控及服务器端软件的实现

4.3.1任务划分与功能

4.3.2任务优先级

4.3.3任务间的通信

4.3.4 PCR网络通信数据帧格式

4.3.5服务器端软件运行效果

4.4监视及客户端软件的实现

4.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间取得的学术成果

致谢